Předmět Číslicová a mikroprocesorová technika II (ČMT2)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu ČMT2 - Číslicová a mikroprocesorová technika II, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Po absolvování předmětu student umí definovat požadavky na mikropočítačové řídicí systémy, umí vysvětlit detailnífunkci jednotlivých částí mikropočítačových řídicích systémů a aplikovat získané poznatky při praktickém návrhumikropočítačového řídicího systému. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra zejména,je-li zaměřen na aplikace v oblasti průmyslové elektroniky.

Osnova

Přednášky:Logické členy a jejich realizace. Logické členy TTL, DTL, CMOS, rozvod logických úrovní, propojování integrovanýchobvodů, úpravy vstupních logických signálů, tvarovací obvody, výstupní členy, buzení dlouhého vedení. Kombinační logické obvody a jejich návrh. Kodéry, dekodéry, multiplexory, demultiplexory, logické komparátory,sčítačky.Sekvenční logické obvody a jejich návrh. Klopné obvody, čítače, registry. Polovodičové paměti. Paměti RWM, PROM,EPROM. Architektura mikropočítačových systémů. Základní struktura mikropočítače a mikroprocesoru, činnost mikroprocesoru,přerušení. Sběrnice. Klasifikace sběrnic v mikropočítačovém systému, princip společné sběrnice, základní druhy přenosů posběrnici. Adresní dekodéry. Komunikace mikropočítače s periferiemi. Řízení komunikace. Přenos dat,obvody vstupu a výstupu, chyby přenosu ajejich redukce. Sériová rozhraní. Styk mikropočítače s analogovým prostředím. Analogový vstup, analogový výstup. A/D převodníky. D/A převodníky.Kódy pro A/D a D/A převody. Systémový návrh styku s analogovými signály. Mikroprocesory a mikropočítače. Rozdělení procesorů, základní architektury. Jednočipové mikropočítače základnícharakteristika. Architektura, paměťový prostor, ALU, systém přerušení, periferie.Charakteristika 16-ti bitových mikropočítačů. Principiální řešení struktury procesorové jednotky. Přehled vývojovýchstupňů řady Intel 196. Stavba procesorové jednotky s procesorem 80C196KB, KC, MC. Organizace paměti, rozdělenípaměťového prostoru.Popis architektury mikroprocesorů, speciální funkční registry, přehled vestavěných periferií. Přímý přístup dopaměti DMA, časovače procesoru. Jednotka rychlých vstupů a výstupů, pulsně-šířkový modulátor. Analogově číslicovýpřevodník, sériová linka. Univerzální vstupy a výstupy, uživatelské porty. Přerušení, jeho obsluha, časové průběhy,maskování přerušení. Signálové procesory. Rozdělení, vlastnosti, aplikace. Rozdíly mezi procesory CISC, RISC a signálovými procesory.Aritmetika čísel s pevnou řádovou čárkou, aritmetika čísel s pohyblivou řádovou čárkou, výhody použití. Formátydat a operace s pohyblivou řádovou čárkou, převod na pevnou řádovou čárku. Paměti CACHE, pipelining instrukcí,pipelining procesů.Základní charakteristika signálových procesorů TMS320XXX, přehled generací, typy architektur, použití. Základníparametry, vnitřní architektury. Organizace paměťového prostoru, typy adresování, operace s pamětí. Centrální aritmeticko-logickájednotka CALU, HW podpora operací, HW násobička. Sériová linka. Styk s periferiemi. Instrukční soubor. Typické aplikace mikropočítačů a signálových procesorů v oblasti průmyslové elektroniky.Cvičení:Opakování - logické obvody TTL, použití a aplikační vlastnosti v mikroprocesorové technice. Zadání semestrálníhoprojektu. Vstupní a výstupní obvody pro přizpůsobení signálů, generátory hodin.Vlastnosti jednotlivých částí mikropočítačových systémů.Úprava analogových a digitálních signálů pro zpracování v 16-ti bitových MŘS.TEST č. 1.Opakování probraných témat, prostředky pro programování pamětí a obvodů PAL, GAL.Vývojové prostředky pro tvorbu aplikačního software, komunikace s nadřazeným systémem.Začlenění mikropočítačového systému do řídicího systému průmyslové elektroniky. TEST č. 2.Laboratoře:Obvody pro zkrácení pulsů, generátory hodin - laboratorní úlohaNávrh kombinačního a sekvenčního logického obvodu - laboratorní úlohaSběrnicové obvody, Jednoduché dekodéry adres - laboratorní úloha.Aplikace převodníku úrovní MAX 232 pro sériovou komunikaci - laboratorní úloha.Komunikace mikropočítačového systému s klávesnicí a LED zobrazovači - laboratorní úloha.Návrh A/D převodník - laboratorní úloha.Jednočipový mikropočítač 8051, 80535 - výukový systém - laboratorní úloha.Řízení ss motorku pomocí jednočipového mikropočítače - laboratorní úloha.Sestavení programu PI-regulátoru pro systém s 80C196 KB - laboratorní úloha.Vývojový software zajištěn v anglické verzi.Projekty: Semestrální projekt - Návrh mikropočítačového řídicího systému. (10 hodin)

Literatura

Brandštetter, P., Palacký, P.: Číslicová a mikroprocesorová technika. Učební texty pro kombinované a distančnístudium. VŠB-TU Ostrava, 2005.Palacký, P.: Mikropočítačové řídicí systémy I. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava,2005.Palacký, P.: Mikroprocesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.Palacký, P.: Signálové procesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.Künzel, K., Žáček, J.: Mikroprocesorová technika. ČVUT Praha, 1996. Vrba, R.: Technika číslicových obvodů - CMOS. VUT Brno, 1987. Lojík, V., Sýkora, J.: Číslicová a impulsová technika. ČVUT Praha, 1986.Kočiš, I., Šulko, I. : Mikroprocesory a mikropočítače. ALFA, SNTL 1986.

Požadavky

Žádné

Garant

doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D.

Vyučující

Ing. Martin Borskidoc. Ing. Petr Palacký, Ph.D.Ing. Martin Sobek, Ph.D.